工业互联网关键技术专利态势分析

1、工业互联网关键技术专利态势分析 PAGE 3目录 HYPERLINK l _bookmark0 一、研究范畴1 HYPERLINK l _bookmark1 （一）技术范畴1 HYPERLINK l _bookmark2 （二）专利数据范围2 HYPERLINK l _bookmark3 二、工业互联网专利分析2 HYPERLINK l _bookmark4 (一)整体专利态势分析2 HYPERLINK l _bookmark5 工业互联网全球专利申请趋势有所加快2 HYPERLINK l _bookmark6 工业互联网全球专利技术布局地域多集中在美国和中国3 HYPERLINK l _bo

2、okmark7 外国工业云和工业平台服务商工业互联网专利布局领先4 HYPERLINK l _bookmark8 (二)网络互联关键技术专利分析6 HYPERLINK l _bookmark9 现场总线6 HYPERLINK l _bookmark10 现场总线仍掌控较多市场份额，专利应用领域广泛，专利增长 HYPERLINK l _bookmark10 放缓6 HYPERLINK l _bookmark11 中国现场总线专利应用范围广，欧洲FIELDBUS 市场拓展带动 HYPERLINK l _bookmark11 专利增多7 HYPERLINK l _bookmark12 Siemens

3、 把控全球市场，现场总线专利量遥遥领先8 HYPERLINK l _bookmark13 现场总线专利主要围绕Field Bus 产生创新9 HYPERLINK l _bookmark14 工业以太网9 HYPERLINK l _bookmark15 工业以太网市场快速增长导致申请量持续增长，未来应用领域 HYPERLINK l _bookmark15 广泛9 HYPERLINK l _bookmark16 中国工业以太网专利占比不断攀升，中国市场步入快车道模式 HYPERLINK l _bookmark16 11 HYPERLINK l _bookmark17 工业以太网专利外企占优，中国企

4、业和科研院校积极布局12 HYPERLINK l _bookmark18 工业以太网创新聚焦交换机、控制单元、自动化系统和数据采 HYPERLINK l _bookmark18 集12 HYPERLINK l _bookmark19 OPC/OPC UA13 HYPERLINK l _bookmark20 OPC/OPC UA 技术专利总量较少但未来有增长空间13 HYPERLINK l _bookmark21 中国OPC 应用到多个领域且专利全球份额有所提升14 HYPERLINK l _bookmark22 外企在OPC/OPC UA 领域专利布局占优15 HYPERLINK l _boo

5、kmark23 OPC 技术热点多分布在客户端、过程控制、OPC 服务器16 HYPERLINK l _bookmark24 时间敏感网络TSN16 HYPERLINK l _bookmark25 TSN 专利大多布局在美国和中国18 HYPERLINK l _bookmark26 TSN 专利申请人以国外知名自动化厂商及IT 企业为主19 HYPERLINK l _bookmark27 TSN 技术热点以帧结构、信号和业务流控制为主19 HYPERLINK l _bookmark28 (三)网络标识解析关键技术专利分析20 HYPERLINK l _bookmark29 对象名解析服务 ON

6、S20 HYPERLINK l _bookmark30 ONS 技术全球专利创新放缓，中国专利数量较少20 HYPERLINK l _bookmark31 ONS 技术专利主要集中在美国21 HYPERLINK l _bookmark32 ONS 技术全球专利申请人分布较为分散，中国专利权人以本土 HYPERLINK l _bookmark32 为主22 HYPERLINK l _bookmark33 ONS 专利技术布局广泛23 HYPERLINK l _bookmark34 Handle24 HYPERLINK l _bookmark35 Handle 技术全球专利持续创新，动能放缓24

7、HYPERLINK l _bookmark36 Handle 类专利主要分布在美国，中国专利开始增多24 HYPERLINK l _bookmark37 Handle 技术专利持有人较为分散且各有侧重25 HYPERLINK l _bookmark38 Handle 专利技术主要集中在数据处理领域27 HYPERLINK l _bookmark39 对象标识符OID27 HYPERLINK l _bookmark40 OID 技术专利创新放缓27 HYPERLINK l _bookmark41 OID 专利主要集中在美国和中国28 HYPERLINK l _bookmark42 OID 专利持

8、有人类型多样29 HYPERLINK l _bookmark43 OID 专利技术主要涵盖编码、标签、安全性31 HYPERLINK l _bookmark44 物联网统一物品编码Ecode31 HYPERLINK l _bookmark45 Ecode 专利申请时间较晚，主要集中在 2013 年31 HYPERLINK l _bookmark46 Ecode 属于我国自主可控国标体系，专利多分布在中国32 HYPERLINK l _bookmark47 Ecode 专利主要掌握在本土机构手中33 HYPERLINK l _bookmark48 4.4 Ecode 专利方案主要集中在底层技术和

9、应用领域34 HYPERLINK l _bookmark49 (四)工业云关键技术专利分析35 HYPERLINK l _bookmark50 边缘计算/雾计算35 HYPERLINK l _bookmark51 边缘计算/雾计算是工业互联网发展的关键要素35 HYPERLINK l _bookmark52 边缘计算/雾计算技术主要分布在中美36 HYPERLINK l _bookmark53 美国申请人技术较领先，国内企业国际布局意识仍不足37 HYPERLINK l _bookmark54 边缘计算技术主要分布于计算器件设备和数据处理等领域38 HYPERLINK l _bookmark5

10、5 平台即服务PaaS39 HYPERLINK l _bookmark56 工业PaaS 技术是工业互联网的应用核心且进入快速发展期39 HYPERLINK l _bookmark57 PaaS 技术主要分布于中美两国40 HYPERLINK l _bookmark58 IBM、Microsoft 积极在全球布局专利以掌握未来市场41 HYPERLINK l _bookmark59 PaaS 专利热点聚焦于计算设备、计算环境、用户接口等领域42 HYPERLINK l _bookmark60 多租户43 HYPERLINK l _bookmark61 多租户技术发展迅速，专利申请趋势近年增长4

11、3 HYPERLINK l _bookmark62 美国的多租户技术专利布局占据优势44 HYPERLINK l _bookmark63 SALESFORCE、AMAZON、Microsoft、IBM 注重全球布局45 HYPERLINK l _bookmark64 多租户专利主要多租户技术专利主要聚焦于数据库、计算环境 HYPERLINK l _bookmark64 等46 HYPERLINK l _bookmark65 三、总结建议47 HYPERLINK l _bookmark66 （一）总结47 HYPERLINK l _bookmark67 网络互联47 HYPERLINK l _b

12、ookmark68 网络标识解析48 HYPERLINK l _bookmark69 工业云49 HYPERLINK l _bookmark70 （二）总体建议49 HYPERLINK l _bookmark71 提升创新主体知识产权战略意识和能力，广泛开展布局50 HYPERLINK l _bookmark72 加强人才队伍建设50 HYPERLINK l _bookmark73 强化知识产权的协同运用50 PAGE 53一、研究范畴（一）技术范畴本报告是在工业互联网产业联盟推出的体系框架（见图 1-1-1）基础上，从网络互联、网络标识解析和应用支撑三大体系入手，分别选取关键 技术进行知识产

13、权研究。网络互联体系中选取的关键技术包括：现场总线、工业以太网、OPC/OPCUA，并且由于时间敏感网络（TSN）技术在工业互联网产业发展过程中重要性日益凸显，在网络互联体系内，新增 TSN 技术并对其专利布局进行态势分析；网络标识解析体系中选取的关键技术包括：对象名解析服务（Object Name Service, ONS）、Handle、对象标识符（Object Identifier, OID）和物联网统一物品编码（Entity Code, Ecode）；应用支撑体系从工业云入手，选取的关键技术包括：边缘计算/雾计 算、平台即服务(Platform-as-a-Service,PaaS)技术

14、和多租户技术。数据来源：工业互联网产业联盟工业互联网体系架构报告图 1-1-1 工业互联网整体网络体系目标框架（二）专利数据范围检索关键词依托工业互联网三大体系中的关键技术确定；检索平台 以德温特、PatentStrategies 和 PatSnap 为主；检索数据源自全球 105 个国家/地区的官方知识产权局；检索时间是从 2000 年申请日开始，截至 2018 年 10 月 22 日之前公开的专利。二、工业互联网专利分析(一)整体专利态势分析工业互联网全球专利申请趋势有所加快从 2000 年至 2018 年 10 月，全球工业互联网未合并同族专利申请近5 万件，其中，北美洲、欧洲、亚洲、大

15、洋洲的工业互联网专利申请较多。从国家视角看，美国、中国、德国、日本是重要国家，这些国家的工业互 联网相关专利布局活跃且申请量较大。工业互联网全球专利申请趋势美国中国WIPO欧专局日本德国其他9000800070006000500040003000200010000数据来源：各国知识产权局数据统计：中国信息通信研究院知识产权中心图 2-1-1 工业互联网全球申请趋势工业互联网全球专利技术布局地域多集中在美国和中国在2000 年至2018 年期间，PCT 专利申请和欧专局的专利申请除外，全球工业互联网的专利主要布局在美国、中国、日本和德国，这些国家的 工业互联网专利布局数量占比全球 76%。这与这

16、些国家对工业互联网的政策和产业发展较为相关。例如，美国和中国推出聚焦于依托工业互联网 发展的先进制造发展战略。在具体实践上，美国和中国工业互联网核心企 业将互联网特征用于经营生产服务全过程。在产业上，中美以工业互联网 产业联盟为重要抓手。美国由 GE、Intel、AT&T、思科和 IBM 联合成立了工业互联网产业联盟（Industriallnternet Consortium，IIC），目前有近 40个国家约 300 位正式会员。中国的工业互联网产业联盟则在工信部指导下于 2016 年初成立，侧重研究工业互联网顶层设计、技术研发、标准定制、测试床、产业实践等工作，目前成员队伍不断扩大，会员数量

17、接近1000 家。无论是中国还是美国的工业互联网产业联盟，都吸引了全球最领先的工业企业、ICT 企业、高校及研究机构积极参与。日本工业价值链促进会（Industrial Value Chain IniTIaTIve，IVI）立足日本制造业，制定了与工业4.0 平台类似的智能工厂基本架构工业价值链参考架构（Industrial Value Chain Reference Architecture,IVRA）；德国最早提出“工业 4.0”战略，并成立“工业 4.0”合作平台，资助了 300 余个“工业 4.0”项目。美国48%日本 德国2%1%EP印度7%1%加拿大1% 澳大利亚1%韩国其他1%2

18、%WO11%中国25%工业互联网全球专利地域分布数据来源：各国知识产权局数据统计：中国信息通信研究院知识产权中心图 2-1-2 工业互联网全球布局地域外国工业云和工业平台服务商工业互联网专利布局领先在全球 TOP10 专利申请人排名中，外国企业占据明显优势，中国企业持有专利数量普遍相对较少，较难跻身全球前十。目前全球工业互联网专利排名前十的申请人包括：IBM、Microsoft、Oracle、salesforce、Siemens、Amazon、Symantec、华为、Wal-Mart Stores 和 Veritas Technologies。其中，IBM 的相关专利数量最多，排名第一； Mi

19、crosoft 和 Oracle 的专利多为 PaaS 和多租户技术；salesforce 的专利多为多租户相关技术；Wal-Mart Stores 的实力也不容小觑，因为其一方面加强 O2O 线上线下融合，一方面强化云计算和 PaaS 专利布局，在重资产模式下强力发展电子商务，潜力较大，值得关注其专利布局动态。全球：工业互联网专利前十申请人010002000300040005000600070008000IBMMicrosoftOracle salesforce Siemens Amazon Symantec华为Wal-Mart Stores Veritas Technologies数据来源

20、：各国知识产权局数据统计：中国信息通信研究院知识产权中心图 2-1-3 工业互联网全球专利申请人 TOP10在中国积极布局工业互联网专利并且排名靠前的申请人包括 IBM、Microsoft、Siemens、国家电网、中科院、华为、中兴、Oracle、浙江大学 和 Emerson。IBM、Microsoft、Siemens、Oracle 和 Emerson 非常重视中国市场，在中国布局了较多工业互联网专利。中国申请人中，国家电网、华 为和中兴在工业互联网方面专利申请态度积极，专利较多，中国科研院校 则有中科院和浙江大学，申请的工业互联网专利跻身中国前十。IBMMicrosoft Siemens

21、国家电网中科院华为中兴Oracle 浙江大学Emerson501001502002503003500中国：工业互联网专利前十申请人数据来源：各国知识产权局数据统计：中国信息通信研究院知识产权中心图 2-1-4 工业互联网中国专利申请人 TOP10(二)网络互联关键技术专利分析现场总线现场总线仍掌控较多市场份额，专利应用领域广泛，专利增长放缓现场总线在工业自动化系统中广泛应用且成熟，近年来，虽然已有部 分支持工业以太网通信接口的现场设备，但仍有大量的现场设备依旧采 用电气硬接线直接控制器的方式连接。目前市场上常见的现场总线技术有几十种之多，主要包括 Profibus，Modbus，HART,CA

22、Nopen，LonWorks， DeviceNet、ControlNet、CC-link 等。经过多年发展，现场总线相关专利总量多，专利申请从核心基础技术扩展到应用类，工业互联网现场总线技 术专利全球共计近 9500 个专利，6564 个专利族，2018 新增专利多用在核电站、无人驾驶、机器人、油田、冶金、矿山、农业和林业。整体来看，2012-2017 年期间现场总线专利的申请进入平稳期。但是， 与其他工业互联网网络连接技术相比，现场总线技术普遍存在通信能力低，距离短，抗干扰能力较差等问题，而且总线技术的开放性和兼容性不够， 未来越来越影响了相关设备和系统之间的互联互通。随着工业以太网以及TS

23、N 技术的快速发展，现场总线领域的专利申请量增长趋势将放缓或下降。现场总线技术专利申请趋势全球中国10009008007006005004003002001000数据来源：各国知识产权局数据统计：中国信息通信研究院知识产权中心图 2-2-1 现场总线技术专利申请趋势中国现场总线专利应用范围广，欧洲 FIELDBUS 市场拓展带动专利增多加拿大 印度1% 澳大利亚1%1%1%韩国2%日本5%5%德国 WO欧洲10%中国62%美国12%现场总线全球专利地域分布数据来源：各国知识产权局数据统计：中国信息通信研究院知识产权中心图 2-2-2 现场总线技术全球专利地域分布从专利技术地域来看，截止 201

24、8 年，中国的现场总线专利全球份额占比仍然稳定保持在 60%左右，这是由于中国市场规模大，现场总线应用领域不断拓展所致；在欧洲，以 FIELDBUS 为代表产品正在迅猛发展和扩大，成为欧洲首屈一指的开放式现场总线系统, FIELDBUS 在欧洲市场占有率大于 40%,广泛应用于加工自动化、楼宇自动化、过程自动化、发电输配电等领域。而美国的现场总线专利则从 21%将至 12%。部分原因在于在美国，EthernetIP 已经取代了 DeviceNet 的市场份额。Siemens 把控全球市场，现场总线专利量遥遥领先全球：现场总线技术前十申请人0200400600800SIEMENS ABB GRO

25、UP ROCKWELL INT GENERAL ELECTRICSCHNEIDER ELECTRIC FISHER ROSEMOUNT SYST ROBERT BOSCH GMBH ROSEMOUNT INC.国家电网沈自所中国：现场总线技术前十申请人050100150SIEMENS国家电网公司沈自所浙江大学Robert Bosch GmbH中国北车GENERAL ELECTRICABB AG FISHER-ROSEMOUNT成都秦川科技数据来源：各国知识产权局数据统计：中国信息通信研究院知识产权中心图 2-2-3 现场总线技术全球和中国专利前十申请人排名从申请人持有专利变化情况来看，SIEM

26、ENS 仍然稳稳占据全球和中国的现场总线专利量排名第一位置，其次是 ABB 在全球的专利地位也较高，专利排名第二。施耐德在 2018 年排名略有下降，而 Rockwell 布局数量提升，排名全球第三。从中国的现场总线专利申请人排名变化来看，中国科学院沈阳自动化研究所进一步增加相关专利布局，排名位置从第 4 上升至中国申请人第 3 位。现场总线专利主要围绕 Field Bus 产生创新现场总线专利热点技术聚焦于数据采集（RS232、远程监控、Can 总线、数据采集器）、RS485、Field Bus（网络和协议、通信接口和网关）、Field Device 和过程控制，与截止 2017 年底的数据

27、相比，截止 2018 年底， Field Bus 的专利量有所提升，Can 总线专利量有所下降。数据来源：各国知识产权局数据统计：中国信息通信研究院知识产权中心图 2-2-4 现场总线技术的热点分布工业以太网工业以太网市场快速增长导致申请量持续增长，未来应用领域广泛以太网技术凭借其传输速率高、开放性好、造价便宜等优势，越来越 多的在工业领域受到青睐和应用。工业以太网是将以太网应用于工业控制和管理的一系列技术，通过借鉴以太网的帧结构，修改协议和实现方式， 实现工业控制信息传输的确定性和实时性。目前主要的工业以太网技术有：PROFINET、Ethernet/IP、HSE、EtherCAT、Powe

28、rLink、Modbus-TCP 等。工业以太网技术专利全球共计 5776 个专利，3552 个专利族，2018 新增专利多为应用类专利，应用场景较为广泛，包括油田、机器人、农林、 工控系统和楼宇等。工业以太网专利量近年仍然呈现增长趋势，因其逐渐克服实时性、环 境适应性、总线馈电等问题，应用范围逐渐拓展，专利量增长势头也超过 现场总线，工业以太网用于工业现场设备间通信已成趋势，迅速普及到工 控系统各级网络。在一些关键领域，工业以太网的普及已经开始反超现场 总线。成为主流网络技术。HMS 工业网络有限公司在工业网络市场年度研究报告指出，2018 年初就工厂自动化新安装节点而言，工业以太网市场份额

29、已经超越传统的 现场总线。工业以太网技术专利申请趋势全球中国10009008007006005004003002001000数据来源：各国知识产权局数据统计：中国信息通信研究院知识产权中心图 2-2-5 工业以太网技术专利申请趋势中国工业以太网专利占比不断攀升，中国市场步入快车道模式从专利技术地域来看，截止 2018 年，中国工业以太网的专利申请量全球份额占比有所下降，2017 年相对 2016 年的 40%，提升到 67%，2018 年下降到 58%，但专利申请量占比仍然全球第一。这充分体现了中国市场规模大且未饱和，新增节点不断增加，应用领域不断拓展。工业以太网 的市场在未来几年内预计将以

30、3040的年复合增长率增长。在中国市场，可能增长率更大，应用前景更加广泛。近些年来，中国工业以太网 交换机市场需求量日益倍增，重点应用在了电力和轨道交通领域，市场占 有率高达 70%。目前市场活跃的厂商大约 30 家，其中国内企业 16 家左右。2%1%2%加拿大 韩国印度1%日本3% 澳大利亚WO7%中国58%德国3%欧洲10%美国13%工业以太网技术全球专利地域分布数据来源：各国知识产权局数据统计：中国信息通信研究院知识产权中心图 2-2-6 工业以太网技术全球专利地域分布工业以太网专利外企占优，中国企业和科研院校积极布局中国：工业以太网技术前十申请人020406080100国家电网SIE

31、MENS沈自所浙江大学东南大学华中科技大学电子六所东土科技PHOENIX CONTACT上海交通大学SIEMENSNCR INTERNATIONAL,INC.ROCKWELL INT PHOENIX CONTACT BIOGEN IDEC MA国家电网FTSABB GROUP沈自所ROBERT BOSCH4002000全球：工业以太网技术前十申请人数据来源：各国知识产权局数据统计：中国信息通信研究院知识产权中心图 2-2-7 工业以太网技术全球和中国专利前十申请人排名从申请人来看，SIEMENS 非常重视工业以太网技术的专利布局，其全球专利量排名第一，在中国申请的专利排名第二。2018 的排名

32、相对 2017 排名来说，沈自所在中国的工业以太网领域专利布局有所增加，排名上升， 同时科研院校在此领域较为积极布局专利，2018 年，浙江大学、东南大学的中国排名都有提升。工业以太网创新聚焦交换机、控制单元、自动化系统和数据采集工业以太网技术专利热点聚焦在工业以太网交换机（层交换机、控制 站、电源、网络拓扑）、控制单元（伺服电机、现场设备、数据传输、PLC 控制器）、自动化系统、数据采集（远程监控、故障诊断、接口电路、运 行状态）、输入输出控制和数据转换。数据来源：各国知识产权局数据统计：中国信息通信研究院知识产权中心图 2-2-8 工业以太网技术的热点分布OPC/OPC UAOPC/OPC

33、 UA 技术专利总量较少但未来有增长空间OPC/OPC UA（OPC 统一架构）是一套安全、可靠且独立于制造商和平台并适用于工业通讯的数据交互规范,是未来时间敏感网络（TSN） 的重要支持技术，2017 年 OPC/OPC UA 技术专利全球共计 652 个专利， 516 个专利族，2018 新增专利数量一百余个，总计 763 个，604 个专利族。当前“TSN+OPC-UA”被视为解决工厂内跨厂商、跨系统信息融合和互操作的最佳方案。预计伴随着 TSN 技术的发展，OPC 相关专利未来有望增长。OPC/OPCUA技术专利申请趋势全球中国120100806040200数据来源：各国知识产权局数据

34、统计：中国信息通信研究院知识产权中心图 2-2-9 OPC/OPC UA 技术专利申请趋势中国 OPC 应用到多个领域且专利全球份额有所提升OPC/OPC UA技术全球专利地域分布美国14%欧洲8%中国57%WO7%韩国4%德国4% 日本印度2%澳大利亚1%2%加拿大1%数据来源：各国知识产权局数据统计：中国信息通信研究院知识产权中心图 2-2-10 OPC/OPC UA 技术全球专利地域分布从专利技术地域来看，截止 2018 年，中国的 OPC/OPC UA 技术专利申请量全球占比进一步提高，从截止 2016 年底的 47%、2017 年的 53%， 提高到了 2018 年的 57%。201

35、8 年新增专利多在中国申请，并应用在了物联网、电网、汽车生产、污染治理、监测、包装等领域。这是由于越来越 多的中国用户开始关注 OPC、越来越多的中国企业对 OPC 应用提出了具体需求，并将该技术应用到了具体生产中。外企在 OPC/OPC UA 领域专利布局占优全球：OPC/OPC UA技术前十中国：OPC/OPC UA技术前十申请人051015SIEMENS沈自所东北大学ABB GROUP上海远动科技重庆邮电大学江南大学江苏大学中国神华中国石油20申请人020406080100SIEMENSABB AGROCKWELLGENERAL ELECTRICHONEYWELL INC.Robert

36、Bosch沈自所FISHER-ROSEMOUNT SYSTEMS INC东北大学METSO AUTOMATIONOY数据来源：各国知识产权局数据统计：中国信息通信研究院知识产权中心图 2-2-11 OPC/OPC UA 技术全球和中国专利前十申请人排名目前 Siemens、ABB、ROCKWELL 等外企把持 OPC/OPC UA 专利并且全球排名靠前。SIEMENS 仍然稳稳占据全球和中国的 OPC/OPC UA 专利量排名第一位置。由于 2018 新增专利数量较少且分散在较多专利权人手中，因此全球和中国的前十排名位置波动不显著，不过 Honeywell 全球排名有所上升。在中国，沈自所在工

37、业互联网的网络布局方面积极，专 利数量较多，目前在中国排名上升到第二。OPC 技术热点多分布在客户端、过程控制、OPC 服务器OPC 技术热点多分布在客户端（现场设备、PLC 控制、数据采集、标准协议）、过程控制（PLC、数据单元、通信协议、工业控制系统、客 户端）、OPC 服务器（实时数据处理、现场设备）、OPC UA（服务器服务、服务呼叫、OPC UA 节点和 Graphics）。数据来源：各国知识产权局数据统计：中国信息通信研究院知识产权中心图 2-2-12 OPC/OPC UA 技术的热点分布时间敏感网络 TSNTSN 是数据链路层的协议簇，从底层架构改变以太网不确定性，还将改变工业物

38、联网底层架构。TSN 是一种具有有界传输时延、低传输抖动和极低数据丢失率的高质量实时传输网络。TSN 重点是打通数据通道， 最终用户能基于通用网络架构联通工厂所有节点，真正做到数据中心化。TSN 目前发展到技术定型测试阶段，主要解决产品互通性和稳定性。越来越多工业供应商、IT 商和芯片商共同推进落地。TSN 的出现，拓展了标准以太网组件的应用范畴，使得工业以太网标准与背后支持的技术服 务提供商解耦，打通了人为制造的割据势力。TSN 能实现 IT 跟 OT(运营技术)的融合，淡化了现场层、控制层、管理层的层级划分。2011 年在 IEEE 802.1，802.3，802.11 等工作组的共同努力

39、下，TSN 发布了基础版本，并在汽车电子领域由宝马等企业应用得到了初步验证。2016-2017 年，TSN 应用于工业物联网领域的核心功能逐步完善，第一批TSN 工业产品已经可供用户选择，其中包括美国国家仪器仪表 NI 公司的控制器，Intel、Broadcom、Marvel 的 TSN 芯片，以及思科、Hirschmann等公司支持 TSN 的交换机。2019-2020 年，TSN 标准完成并实现商业化。根据预测，TSN 市场规模到 2024 年将超过 6 亿美元，年均复合增长率 53.8%。交换机将成为引领 TSN 发展的重要单品。工业物联网中越来越多的实时通信需求将成为推动 TSN 市场

40、发展的主要动力。TSN专利申请趋势全球中国1201008060402002009201020112012201320142015201620172018数据来源：各国知识产权局数据统计：中国信息通信研究院知识产权中心图 2-2-13 TSN 技术专利申请趋势截止 2018 年，TSN 全球专利数量达到 536 个，283 个专利族。总体来说专利量还不太多，还有很大上升空间。而且中国的相关专利数量也较少，源于该技术尚在标准推进和测试验证阶段所致。TSN 专利大多布局在美国和中国TSN 专利的全球布局地域主要分布在美国和中国。其中美国占比最多，达到 33%，其次较多 PCT 专利申请，中国的 TS

41、N 专利占比在 19%。在美国，业界合作推动 IIoT 和工业 4.0 应用的互操作性。美国工业互联网联盟（IIC）、Avnu1联盟和 OPC 基金会与 IT-OT 行业领导者合作，以推进工业设备的互操作性，并在 TSN 中引入 OPC UA，在推向市场的过程中这些企业已承诺确保工业设备的互操作性。AVnu 联盟和 OPC 基金会之间已建立联络协议，并在 TSN 设备上提供一致性测试和OPC UA 认证。AVnu 提供与基础通信水平，包括半导体和基础设施相应的一致性测试。TSN技术全球专利地域分布中国, 72,19%WO, 75,20%日本,38, 10%EP, 33,9%德国, 21, 6%

42、其他, 12,3%美国,121, 33%数据来源：各国知识产权局数据统计：中国信息通信研究院知识产权中心图 2-2-14 TSN 技术专利布局地域1 Avnu Alliance 是一个由汽车，消费电子和工业制造公司组成的联盟，致力于建立和认证开放式音频视频桥接（AVB）和时间敏感网络（TSN）标准的互操作性。该联盟与其成员公司合作，对 AVB 和TSN 产品进行互操作性认证。TSN 专利申请人以国外知名自动化厂商及 IT 企业为主全球：TSN技术前十申请人-401060中国：TSN技术前十申请人0246810CISCO SYSTEMS华为SIEMENSPANASONICNATIONAL INS

43、TRUMENTSSIEMENSPANASONIC西安电子科技大学华为锐捷网络INTEL中国联通GENERAL ELECTRIC重庆邮电大学ROBERT BOSCH GMBHCISCO SYSTEMSVALENS SEMICON京信通信BROADCOMCORNING CABLE SYST数据来源：各国知识产权局数据统计：中国信息通信研究院知识产权中心图 2-2-15 TSN 技术全球和中国专利前十申请人排名TSN 市场目前的主要参与者有 Cisco、NXP、Marvell、Microsemi、Intel、National Instruments、ADI、Broadcom、Belden、Renes

44、as 和 TTTech。在 2018 年汉诺威工博会上，工业互联网产业联盟、边缘计算产业联盟、华为、施耐德等超过 20 家国际组织和业界知名厂商，联合发布了包含六大工业互联场景的 TSN+OPC UA 智能制造测试床。从 TSN 专利申请人排名也可看出，目前全球范围内 Cisco 和 SIEMENS、National Instruments 相关 TSN 专利较多。在国内，华为积极推动面向制造业应用场景的 TSN 技术，沈自所和一些科研高校也提出了 TSN 专利申请。TSN 技术热点以帧结构、信号和业务流控制为主TSN 专利目前主要聚焦于网络节点、帧抢占、数据信号、时隙控制、业务流控制、流量计

45、划增强、路径控制与预约等。通过 TSN 在工业上的应用，可以避免专用的实时通信协议和网关瓶颈，机器人可以通过 TSN 实现全球同步，控制数据网能够实现网络综合。数据来源：各国知识产权局数据统计：中国信息通信研究院知识产权中心图 2-2-16 TSN 技术的热点分布(三)网络标识解析关键技术专利分析对象名解析服务 ONSONS 技术全球专利创新放缓，中国专利数量较少ONS 系统属于对现有互联网 DNS 进行改进来实现标识解析的改良方案。截止 2018 年，ONS 技术全球共申请专利 457 件，合并同族后有295 件。2005 年是申请高峰期，随后开始逐年减少，逐步进入技术成熟期。ONS 技术在

46、华申请专利较少，共有 87 件，2012 年前申请数量较为平均，2012 年、2013 年申请数量出现上涨。ONS技术专利申请趋势全球中国50454035302520151050数据来源：各国知识产权局数据统计：中国信息通信研究院知识产权中心图 2-3-1 ONS 技术全球专利申请趋势ONS 技术专利主要集中在美国美国是工业互联网的发源地，美国五家行业龙头企业 GE、英特尔、思科、AT&T、IBM 等联合发起组建了工业互联网联盟(IIC)，合力推广工业互联网，因此美国成为 ONS 最大专利原产地区，45%的专利在此地区申请。中国、韩国、欧洲属于第二梯队。2018 年 ONS 新增专利主要集中在

47、美国和中国两个国家。ONS技术全球专利地域分布中国14%韩国10%其他10%美国45%欧洲WO9%7%澳大利亚5%数据来源：各国知识产权局数据统计：中国信息通信研究院知识产权中心图 2-3-2 ONS 技术全球专利地域分布ONS 技术全球专利申请人分布较为分散，中国专利权人以本土为主CiscoIBMImpinjSILVERBROOKOracle SENSITECHWal-MartPUSAN NAT UNIV IND COOP FOUND3M UNITED PARCEL SERVICE OF AMERICA100806040200全球：ONS技术前十申请人中国科学院计算机网络信息中心陆 航 程北

48、京哈工大计算机网络及信息安全技术研究北京合天智汇信息技术有限公司复旦大学中国人民解放军国防科学技术大学中国物品编码中心北京物资学院SAP股份公司华南理工大学76543210中国：ONS技术前十申请人数据来源：各国知识产权局数据统计：中国信息通信研究院知识产权中心图 2-3-3 ONS 技术全球和中国专利前十申请人排名Cisco 非常重视在物联网和移动互联网领域的发展，推出物理和网络安全、数据分析、管理和自动化以及应用平台等业务，全球申请相关专利 88 件，ONS 专利数量排名第一。致力于转型的 IBM 在发展工业互联网方面同样是野心勃勃，2016 年1 月底刚刚完成收购 Weather 公司关

49、键的 B2B、移动网络和动态云数据平台，紧接着 2 月又花费 13 亿美元收购了数据存储公司。IBM 进行了相应的 ONS 专利布局，申请 76 件专利，排名第二。2018 全球新增专利数量非常少，并没有出现某专利权人集中申请的情况。ONS 类技术中国专利中，以本土专利权人为主。相对较为活跃的申请人主要有中国科学院计算网络信息中心、北京哈工大计算机网络与信 息安全技术研究中心、北京合天智汇信息技术有限公司、复旦大学、中国 人民解放军国防科学技术大学和中国物品编码中心等研究机构。也有其 他新兴科技企业参与申请，但是数量都较少。SAP、美国联合包装服务有限公司等也在中国申请了 ONS 类专利。ON

50、S 专利技术布局广泛数据来源：各国知识产权局数据统计：中国信息通信研究院知识产权中心图 2-3-4 ONS 技术的热点分布ONS 类专利主要聚焦在 RFID、标签、通道选择、结构类、管理、客户端、存储及处理器、信息读取、物体识别、交流与感知等多个方面。2018 年新增专利主要聚焦在连接、识别、性能改进等方面。HandleHandle 技术全球专利持续创新，动能放缓Handle 技术全球共申请专利 224 件，合并同族后有 126 件。1998 年开始出现 Handle 类专利，2015 年是申请高峰，随后数量开始有所减少， 创新活动放缓。Handle 方案虽然已经在我国大范围开展，但在专利数量

51、上没有体现， 总数仅有 7 件，其中 2018 年新增 18 件，其中中国专利 7 件。Handle技术专利申请趋势全球中国302520151050数据来源：各国知识产权局数据统计：中国信息通信研究院知识产权中心图 2-3-5 Handle 技术专利申请趋势Handle 类专利主要分布在美国，中国专利开始增多虽然 Handle 系统创建初期由各个国家共同管理，各国家拥有对自己国家的 Handle 系统运营和服务的自治权，但专利申请主要分布在美国， 申请了 133 件，占全球总数 65%，排名第一。中国专利出现少量增长， 2018 年新增 7 件，全球占比从 2%上升到 5%。韩国3%WO9%美

52、国65%中国5%其他7%欧洲11%Handle技术全球专利地域分布数据来源：各国知识产权局数据统计：中国信息通信研究院知识产权中心图 2-3-6 Handle 技术全球专利地域分布Handle 技术专利持有人较为分散且各有侧重IBMCNRIMICROSOFTCONTENT DIRECTIONSSIDMAN DAVID FISHER ROSEMOUNT SYSTEMSLOCKHEED VISA INT SERVICE ASSIMAGETAGKWON SOON TAE20151050全球：Handle技术前十申请人中国科学院计算机网络信息中心山东鲁能智能技术有限公司国网山东省电力公司国家电网公司北

53、京中数创新科技股份有限公司北京泰尔英福网络科技有限责任公司中国信息通信研究院电子科技大学中联惠众信息技术(北京)有限公司镇锡惠43210中国：Handle技术前十申请人数据来源：各国知识产权局数据统计：中国信息通信研究院知识产权中心图 2-3-7 Handle 技术专利全球主要专利申请人分布Handle 专利申请人特点是分散分布，类型多样，有传统 IT 企业（如IBM、Microsoft）、物流企业、数字内容企业等；持专利量较少，排第一的IBM 仅 21 件，申请内容各有侧重，IBM 主要在出版物应用类居多（图、音频、网络内容资源等）；AMERICAN EXPRESS TRAVEL RELAT

54、E 公司侧重在物流管理类申请专利。Handle 初始运营机构 CNRI（美国国家研究推进机构）有 18 件重要专利，全球第二，2018 年未公开专利；其中有 15 件由于期限届满、撤回、放弃等原因已失效（美国 6 件、欧洲 5 件、加拿大 4 件）。我国 Handle 专利申请人中国科学院计算机网络信息中心围绕信息查询、标识方法等领域、东莞市清大曜嘉信息技术有限公司围绕信息追溯技 术、中国信息通信研究院主要围绕解析领域、泰尔英福聚焦在多标识体系 兼容方面。Handle 专利技术主要集中在数据处理领域数据来源：各国知识产权局数据统计：中国信息通信研究院知识产权中心图 2-3-8 Handle 技

55、术的热点分布Handle 系统涵盖的技术主要包括信息存取和跟踪、数据排序、控制系统、安全、质量管理、可访问性等。2018 年新增专利主要集中在兼容、追踪、编码等方面。对象标识符 OIDOID 技术专利创新放缓OID 技术全球共有相关专利 202 件，同族 121 件。从全球专利申请趋势分析可知，最早的 OID 专利出现在 1998 年，随后全球专利数量持续平稳的增加，全球技术处在研发活跃期。2014-2016 年专利数量上涨。随后创新活动放缓，2018 年新增专利 37 件，合并同族后 34 件。OID技术专利申请趋势全球中国35302520151050数据来源：各国知识产权局数据统计：中国信

56、息通信研究院知识产权中心图 2-3-9 OID 技术专利申请趋势在中国提交的 OID 技术相关专利申请共有 46 件。我国 OID 技术专利最早从 2004 年开始申请，但是数量较少。2006 年出现小幅增长，从2007 年开始出现断续申请，随着 OID 技术在我国得到广泛推广和使用， 注册使用 OID 的企业和机构逐渐增多，专利数量也开始出现增长，2014 年申请数量高涨，2018 年申请有所下降。OID 专利主要集中在美国和中国OID 技术专利主要分布在美国，全球占比从 2017 年的 40%提升到了42%；中国申请了 42 件，排在第二位，占全球专利总量的 23%； 2018 年新增专利

57、主要集中在美国和中国。中国23%WO14%美国42%韩国9%其他12%OID技术全球专利地域分布数据来源：各国知识产权局数据统计：中国信息通信研究院知识产权中心图 2-3-10 OID 技术全球专利地域分布OID 专利持有人类型多样由于 OID 在众多领域广泛使用，出现全球 OID 专利申请人呈现类型多样的特点，包括研究机构、通信公司、终端公司、网络公司、物流公司、 货运公司、医疗公司等各类型机构。2017 年新增专利继续呈现多样性特点。全球 OID 技术专利排名第一位的是韩国 ETR（I ELECTRONICS ANDTELECOMMUNICATIONS RESEARCH INSTITUTE

58、），申请了 14 件专利；第二位是 ULTRATA，申请了 12 件，我国中兴通讯排在第三，韩国电信和 IBM 并列第四位，都申请了 10 件专利。2018 年新增专利继续呈现多样性特点。在全球排名前十的企业中，有两家中国专利权人，分别是中兴 通讯和中科院计算机网络信息中心，我国企业在国际 OID 标识领域具有一定技术实力。ETRIULTRATA中兴KOREA ELECTRONICS TELECOMIBM NOKIA MICROSOFT INTELLEFLEX中科院计算机网络信息中心SUBRAMANIAN151050全球：OID技术前十申请人中兴通讯股份有限公司中国科学院计算机网络信息中心北京

59、鑫通运科信息技术有限公司LG电子株式会社北京博大光通国际半导体技术有限公司韩国电子通信研究院广州中国科学院计算机网络信息中心因特莱弗莱克斯公司公安部第三研究所中国物品编码中心151050中国：OID技术前十申请人数据来源：各国知识产权局数据统计：中国信息通信研究院知识产权中心图 2-3-11 OID 技术全球和中国专利前十申请人排名中国专利也体现了专利权人类型多样的特点，包括通信企业、研究机 构、应用企业等。中国 OID 技术专利排在第一位的是中兴通讯，申请了10 件；第二位是中科院计算机网络信息中心，申请了 6 件，与国际专利情况接近。OID 专利技术主要涵盖编码、标签、安全性数据来源：各国

60、知识产权局数据统计：中国信息通信研究院知识产权中心图 2-3-12 OID 技术的热点分布OID 专利的技术主要涵盖编码、存储器标签、RFID 标签、安全性、服务器、终端设备、物品标识、认证输入等 OID 解析系统各环节技术。2018 年新增专利技术集中在物联网域名、节点、Nic 标签、用户输入、物品信息追踪及管理等方面。物联网统一物品编码 EcodeEcode 专利申请时间较晚，主要集中在 2013 年Ecode 系统属于我国自主研发的一种适用于物联网任意对象的编码解决方案。2015 年 9 月 15 日，中国物联网编码国家标准物联网标识体系物品编码 Ecode正式发布。截止 2018 年，